Notatki - Systemy Operacyjne.pdf

(472 KB) Pobierz
Microsoft Word - Systemy operacyjne
Systemy operacyjne
Skrypt do wykładu
Opracowanie: Efcia
Systemy operacyjne – skrypt do wykładu
Autor: Efcia
WSTĘP
Niniejszy skrypt powstał w celu uporządkowania wiadomości z zakresu systemów operacyjnych. Mam
nadzieje, że okaże się pomocy w zaliczeniu przedmiotu, a także poszerzy Waszą wiedzę.
Skrypt powstał na podstawie:
V Materiałów dr Juszczyszyna (rozdziały 1-4 oraz początek rozdziału 5)
V Notatek sporządzonych na podstawie wykładu dr Juszczyszyna
V A. Silbershatz, J.L. Peterson, P.B. Galvin, Podstawy systemów operacyjnych
V A.S. Tannenbaum, Rozproszone systemy operacyjne
Mam nadzieje, że docenicie ten skrypt, ponieważ opracowanie tego materiału (który jest dosyć
rozległy) kosztowało mnie sporo czasu i wysiłku.
Przyjemnej lektury.
Efcia
2
Systemy operacyjne – skrypt do wykładu
Autor: Efcia
SPIS TREŚCI
Rozdział 1: Systemy operacyjne…………………………………………………………………………………….…….……………4
Historia systemów operacyjnych………………………………………………………………………..…….…….5
Ogólna struktura systemów operacyjnych……………………………………………………………………...8
Rozdział 2: Procesy i wątki…………………………………………………………………………………………………….………..10
Proces………………………………………………………………………………………………………………...……..….10
Wątek……………………..…………………………………………………………………………………..…….….………11
Rozdział 3: Procesy – zagadnienia planowania………………………………………………….…………..…..………….13
Planowanie…………………………………………………………………………………………………………………….13
Algorytmy planowania…………………………………………………………………………………………..………14
Struktura kolejek w systemie operacyjnym (planowanie wielopoziomowe)…………..……..15
Rozdział 4: Koordynacja procesów……………………………………………………………………………….…………..……17
Sekcje krytyczne…………………………………………………………………………………………………………….17
Semafory………………………………………………………………………………………………………………..……..18
Blokady…………………………………………………………………………………………………………………..…..…18
Zapobieganie i usuwanie blokad……………………………………………………………………………….……20
Wykrywanie i wychodzenie z blokady………………………………………………………………….…………22
Rozdział 5: Zarządzanie pamięcią…………………………………………………………………………………………….………23
Założenia wstępne………………………………………………………………………………………………….………23
Wymiana………………………………………………………………………………………………………………..………23
Zarządzanie pamięcią operacyjną…………………………………………………………..………………………24
Segmentacja pamięci operacyjnej………………………………………………………….………………………25
Stronicowanie………………………………………………………………………………………………..………………26
Algorytmy zastępowania stron………………………………………………………………….……………………28
Zasada lokalności odwołań……………………………………………………………………………………….……29
Algorytmy przydziału ramek……………………………………………………………………………………….….29
Sposoby likwidacji szamotania……………………………………………………………………………………….30
Rozdział 6: Struktura pamięci masowej…………………………………………………………..………………………………31
Twardy dysk……………………………………………………………………………………………………………………31
Obsługa ciągu zgłoszeń…………………………………………………………………..………………………………31
Zarządzanie wolnym obszarem dysku……………………………………………….……………………………33
Zapisywanie plików na dysku……………………………………………………………….…………………………34
Rozdział 7: Bezpieczeństwo w systemach operacyjnych…………………………………………………………………37
Kontrola dostępu……………………………………………………………………………………………………………37
Podział systemów operacyjnych ze względu na politykę bezpieczeństwa………………………38
Rozdział 8: Rozproszone systemy operacyjne………………………………………………………………..……….………41
Synchronizacja………………………………………………………………………………………………………….……42
Strategie synchronizacji zegarów…………………………………………………………………………..………43
Synchronizowanie działania procesorów………………………………………………………………….……46
Metody implementacji transakcji……………………………………………………………………………………46
Blokady……………………………………………………………………………………………………………………..……49
Zarządzanie procesami w systemach rozproszonych…………………………………..…………………50
Przykładowe algorytmy przydziału procesora…………………………………………………………………51
Dochodzenie do uzgodnień w systemie…………………………………………………….……………………52
Rozproszone systemy plików……………………………………………………………………………….…………53
Spójność pamięci operacyjnej………………………………………………………………………..………………54
Rozdział 9: Inne systemy…………………………………………………………………………………………………….……………57
Lokalizacja i nazewnictwo zasobów…………………………………………………..…..………………………57
Routing i lokalizacja zasobów…………………………………………………………………………………………58
Internet Mapping Project……………………………………………………………………….………………………60
3
Systemy operacyjne – skrypt do wykładu
Autor: Efcia
ROZDZIAŁ 1 - SYSTEM OPERACYJNY
System operacyjny (najprościej) - program, który pośredniczy między użytkownikiem komputera a
sprzętem.
ZADANIA SYSTEMU OPERACYJNEGO
• Ukrywa szczegóły sprzętowe systemu komputerowego poprzez tworzenie abstrakcji (maszyn
wirtualnych). przykłady:
o jednolity sposób dostępu do urządzeń zewnętrznych
o zbiory bloków dyskowych widziane jako pliki o symbolicznych nazwach
o duża, szybka, dedykowana pamięć operacyjna
o współbieżne wykonanie programów (jako abstrakcja równoległości)
• Zarządzanie zasobami:
o zasoby to „obiekty” niezbędne do wykonania programu, np. pamięć, czas CPU, wejście-wyjście,
porty komunikacyjne (wszystko co przedstawia wartość funkcjonalna dla systemu)
o strategie przydziału i odzyskiwania zasobów (zarządzanie pamięcią, zarządzanie procesorem,
zarządzanie plikami, zarządzanie urządzeniami)
o efektywność zarządzania zasobami decyduje o wydajnej eksploatacji sprzętu komputerowego
• Dostarcza „przyjazny” interfejs
o wygoda użycia (ustawianie przełączników, karty perforowane, taśmy perforowane, terminale
graficzne z myszką i klawiaturą)
SKŁADOWE SYSTEMU KOMPUTEROWEGO
• Sprzęt - podstawowe zasoby obliczeniowe (CPU, pamięć, urządzenia we-wy)
USER
APLIKACJE
USER
SYST. OPER.
SPRZĦT
USER
• System operacyjny - nadzoruje i koordynuje posługiwanie się sprzętem
• Programy użytkowe - określają sposób użycia zasobów systemu do rozwiązania zadań stawianych
przez użytkowników
• Użytkownicy (ludzie, maszyny, inne komputery, programy zewnętrzne)
4
302399423.001.png
Systemy operacyjne – skrypt do wykładu
Autor: Efcia
HISTORIA SYSTEMÓW OPERACYJNYCH
WCZESNE SYSTEMY OPERACYJNE – „GOŁY SPRZĘT”
• Struktura:
o wielkie maszyny obsługiwane za pośrednictwem konsoli
o dla jednego użytkownika (konieczność harmonogramów pracy etc.)
o programista/użytkownik pełnił rolę operatora
o nieefektywne wykorzystanie kosztownych zasobów
o niskie wykorzystanie CPU
o pełna sekwencyjność pracy urządzeń
o przestoje sprzętu związane z wykonywaniem czynności operatorskich
• Wczesne oprogramowanie
o asemblery, programy ładujące, programy łączące, biblioteki typowych funkcji, kompilatory,
programy sterujące urządzeń
SYSTEMY WSADOWE
• Zatrudnienie operatora (użytkownik oraz operator)
• Skrócenie czasu instalowania zadania przez przygotowywanie wsadu zadań o podobnych
wymaganiach
• Automatyczne porządkowanie zadań - automatyczne przekazywanie sterowania od jednego
zadania do drugiego
• Rezydentny monitor:
o początkowo sterowanie należy do monitora
o przekazanie sterowania do zadania
o po zakończeniu zadania sterowanie wraca do monitora
• Wprowadzenie kart sterujących (Job Control Language)
o Istotna zmiana trybu pracy z punktu widzenia użytkownika
o Zwiększona przepustowość systemu kosztem średniego czasu obrotu zadania
o Problem: niska wydajność (CPU i urządzenia we-wy nie mogą pracować równocześnie, czytnik
kart bardzo wolny) ã Rozwiązanie: praca w trybie pośrednim (off-line)
• Zastosowanie czytników taśm magnetycznych:
o Przyspieszenie obliczeń poprzez ładowanie zadań do pamięci z taśm oraz czytanie kart i
drukowanie wyników wykonywane off-line
o Komputer główny nie jest ograniczony prędkością pracy czytników kart i drukarek, a jedynie
prędkością szybszych stacji taśmowych
o Nie są potrzebne zmiany w programach użytkowych przy przejściu do trybu pracy
pośredniej
o Możliwość używania wielu systemów czytnik-taśma i taśma-drukarka dla jednego CPU
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin